基于CUDA的虛擬人視覺感知與記憶模型及其在路徑規(guī)劃中的應(yīng)用.pdf

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種多技術(shù)融合的前沿交叉技術(shù)，依賴于圖形學(xué)、立體顯示技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能與模式識(shí)別技術(shù)等技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)取得了十足的進(jìn)步，并在軍事、工程、醫(yī)學(xué)、教育、娛樂等許多應(yīng)用領(lǐng)域展露頭角。作為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一個(gè)重要分支，自主虛擬人技術(shù)是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)，自主虛擬人技術(shù)旨在模仿真實(shí)世界中智能生命體的幾何特征，運(yùn)動(dòng)特征，認(rèn)知模式和行為決策等能力。其中，視覺感知在人類感知渠道中占有至關(guān)重要的地位，研究表明人類80％的環(huán)境信息

2、是通過(guò)視覺獲取的，因此研究虛擬人視覺感知與記憶模型有著重大而關(guān)鍵的意義。
　　基于以上背景，本文研究了虛擬人視覺感知與記憶模型的并行化實(shí)現(xiàn)方法，并成功將該模型應(yīng)用于虛擬人路徑規(guī)劃中，主要研究工作如下:
　　(1)研究了虛擬人視覺感知方法，包括基于光線投射法的視覺感知與基于圖像深度緩存信息的視覺感知，前者是一種幾何方法，具有數(shù)學(xué)上的直觀性，較為容易理解，后者是一種基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的方法，方法較為復(fù)雜，但能夠更加逼真地模擬人類的

3、視覺感知能力，給出了根據(jù)前人文獻(xiàn)并結(jié)合本文工程實(shí)際的基于深度緩存的視覺感知原理；其次研究了虛擬人感知信息的記憶模型，記憶模型包括記憶處理、短期記憶與長(zhǎng)期記憶、記憶存儲(chǔ)與遺忘等功能模塊，能夠基本滿足對(duì)人類記憶功能的仿真，最后給出了適用于本文模型和算法的關(guān)鍵點(diǎn)定義。
　　(2)研究了虛擬人視覺感知與記憶模型的串行實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)程序的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法流程做了詳細(xì)的介紹，在此基礎(chǔ)上提出了基于CUDA并行計(jì)算框架的視覺感知與記憶模型的并行化實(shí)現(xiàn)

4、方法，該方法能夠充分發(fā)揮當(dāng)前主流異構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的硬件性能，提高虛擬人感知與記憶模型的計(jì)算速度，對(duì)于大型復(fù)雜虛擬場(chǎng)景有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　(3)研究了虛擬人基于視覺感知信息的局部路徑規(guī)劃和虛擬場(chǎng)景的全局路徑規(guī)劃A*算法，在此基礎(chǔ)上，提出了一種雙層全局路徑規(guī)劃方法，該雙層算法避免了柵格細(xì)粒度劃分導(dǎo)致的運(yùn)算效率降低問題，而且有效模仿了人類感知與記憶環(huán)境的認(rèn)知能力。
　　本工程實(shí)驗(yàn)基于NVIDIA主流級(jí)獨(dú)立顯卡GTX750Ti的